HIZLANDIRICILARA DAYALI IŞINIM KAYNAKLARI Dr. Bora KETENOĞLU Ankara Üniversitesi Fizik Mühendisliği Bölümü & European XFEL GmbH, Hamburg
İçerik Bilim, sanayi ve teknolojide parçacık hızlandırıcıları ve hızlandırıcılara dayalı ışınım kaynakları Yüklü parçacıklar neden ve nasıl hızlandırılıyor? Hızlandırıcılara dayalı 4. nesil ışınım kaynakları (Serbest Elektron Lazerleri) ve kullanım alanları Dünyadaki çalışmakta ve proje aşamasında olan SASE Serbest Elektron Lazeri (SEL) tesisleri Türk Hızlandırıcı Merkezi (THM) projesi Kaynaklar 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 2
Bilim, sanayi ve teknoloji de parçacık hızlandırıcıları ve hızlandırıcılara dayalı ışınım kaynakları [1] Yüksek Enerji ve Parçacık Fiziği Eğitim Sağlık Enerji Biyoloji Sanayi Teknoloji Malzeme Bilimi Ulusal Güvenlik Tıp Kimya Nanoteknoloji 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 3
Yüklü parçacıklar (elektron, proton, pozitron) nasıl hızlandırıyor? Dairesel Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 4
Yüklü parçacıklar (elektron, proton, pozitron) nasıl hızlandırıyor? [2, 6, 7] Radyo frekansında (MHz-GHz) salınan elektromagnetik dalgaların boyuna elektrik alan bileşeni ile elektron paketçiklerinin etkileşmesi... 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 5
Yüklü parçacıklar neden hızlandırıyor? I İnsanoğlunun yüzyıllardır süregelen Maddeyi oluşturan en küçük yapıtaşı nedir? sorusuna cevap bulabilmek için... 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 6
Işınlık (cm -2 s -1 ) Neden? Işınlık, birim tesir kesiti başına üretilen olay sayısıdır. Birimi geleneksel olarak cm -2 s -1 dir. Kısa Gaussyen paketçikler için kafa kafaya (head-on) çarpışma durumunda ışınlık ifadeleri [2, 4] TAC SuperB c-τ önerisi Kütle Merkezi Enerjisi (GeV) [2, 5] 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 7
Maddeyi oluşturan en küçük yapıtaşı nasıl araştırılır? Cenevre Havaalanı Kesikli beyaz çizgi: İsviçre / Fransa sınırı Büyük beyaz halka: LHC (Large Hadron Collider), CERN Yerin 100 metre altında, 27 km çevreli dairesel tünel 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 8
Yüklü parçacıklar neden hızlandırıyor? II Bilim, sanayi ve teknolojide kullanılmak üzere; üstün özellikli ışık demetleri elde etmek için... 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 9
Ortalama Parlaklık (foton/s/mm 2 /mrad 2 /%0.1bw) Pik Parlaklık [foton/s/mm 2 /mrad 2 /%0.1bw] Üstün özellikli ışık demeti: neye göre ne kadar üstün? [2] Parlaklık Yıl Enerji [ev] 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 10
Üstün özellikli ışık demeti: neye göre ne kadar üstün? Pik Güç 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 11
Üstün özellikli ışık demeti: neye göre ne kadar üstün? Dalgaboyu 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 12
Üstün özellikli ışık demeti: neye göre ne kadar üstün? [6] Dalgaboyunun Ayarlanabilirliği 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 13
Üstün özellikli ışık demeti: neye göre ne kadar üstün? [6] Atma uzunluğu 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 14
Parlaklık Üstün özellikli ışık demeti: neye göre ne kadar üstün? Koherent ve Monokromatik Koherent: Monokromatik: 1. ve 3. Harmonikler 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 15
Üstün özellikli ışık demetleri nasıl elde edilir? DESY kampüsü Düz beyaz çizgi: European XFEL GmbH, Hamburg DESY kampüsünden itibaren 3.4 km uzunluğunda bir tesis Sıkıştırılmış elektron paketçikleri önce doğrusal bir yol boyunca ışık hızına kadar hızlandırılır. 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 16
SASE (Self Amplified Spontaneous Emission) FEL (Free Electron Laser) Ardından, serbest elektron lazeri oluşturmak üzere periyodik magnetik yapılara yönlendirilir. 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 17
Dünyadaki çalışmakta ve proje aşamasında olan SASE FEL tesisleri [2] Maviler: süperiletken elektron linak ına dayalı Siyahlar: normal iletken elektron linak ına dayalı 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 18
SASE FEL in Genel Kullanım Alanları [2, 3] 1. Atom, molekül ve cluster fiziği 2. Plazma fiziği 3. Yoğun madde fiziği 5. Kimya 6. Yaşam bilimleri 7. NRF deneyleri 4. Malzeme Bilimi 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 19
Türk Hızlandırıcı Merkezi (THM) Projesi [1] thm.ankara.edu.tr 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 20
Türk Hızlandırıcı Merkezi (THM) Projesi [1] 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 21
THM Projesi Üyesi Ulusal Üniversiteler ve Enstitüler 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 22
THM Projesinin Ulusal Yaygınlığı [1] 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 23
THM Projesinin Uluslararası Bilimsel İşbirlikleri ve Anlaşmaları DESY, Almanya European XFEL, Almanya HZDR, Almanya HZB, Almanya IHEP, Çin The Cockcroft Institute, İngiltere CERN (ATLAS & CLIC), İsviçre 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 24
Uluslararası Komiteler International Scientific Advisory Committee (ISAC) Ercan ALP (Argonne National Laboratory, USA) Zehra SAYERS (Sabancı University, Turkey) Swapan CHATTOPADHYAY (Cockcroft Institute, UK) Ken PEACH (Oxford University, UK) Yaşar ÖNEL (University of Iowa, USA) Roland SAUERBREY (HZDR, Germany) Gökhan UNEL (CERN, Switzerland) Frank ZIMMERMANN (CERN, Switzerland) Behçet ALPAT (INFN Perugia, Italy) Luigi PALUMBO (INFN Frascati, Italy) Helmut WIEDEMANN (Stanford University, USA) Eugene LEVICHEV (BINP, Russia) David M. ASNER (PNL, USA). Ali TANRIKUT (TAEK, Turkey) International Machine Advisory Committee (IMAC) for the TARLA Facility Peter MICHEL (HZDR, Germany) Dieter TRINES (DESY, Germany) Ernst WEIHRETER (HZB, Germany) Hideaki OHGAKI (Kyoto University, Japan) John DELAYEN (JLab, USA) 25
THM projesi 2013 2025 tasarım ve kurulum planı [1] 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 26
(Turkish Accelerator and Radiation Laboratory at Ankara) & Accelerator Technologies Institute of Ankara University 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 27
TARLA tesisinin şematik çizimi [1] 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 28
İlk elektron demeti... [1] (11 Nisan 2013) 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 29
Kaynaklar [1] Ö. Yavaş, Türk Hızlandırıcı Merkezi Projesi sözlü sunumu, Ulusal Proton Hızlandırıcıları Çalıştayı, 2013, Sanaem-TAEK, Ankara. [2] B. Ketenoğlu, GeV Enerjili Elektron-Pozitron Çarpıştırıcıları ve SASE Serbest Elektron Lazerleri İçin Doğrusal Elektron Hızlandırıcılarının Optimizasyonu, Doktora Tezi, 2011, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. [3] TESLA technical design report (TDR), part V the X-ray free electron laser. 2001. DESY, Germany. [4] Chao, A. Wu. 2002. Handbook of Accelerator Physics and Engineering. World Scientific. [5] Biagini, M. E. 2010. SuperB progress reports, the collider. INFN, Italy. [6] FLASH brochure on: http://flash.desy.de [7] Wangler, T. 1998. RF Linear Accelerators. Wiley-Interscience Publication. 02.07.2013 Hüpp Semineri, DESY, Hamburg 30
Umarım sizleri fazla sıkmadım??? 02.07.2013 31